当期目录

    2018年, 第12期 刊出日期:2018-12-15
      
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    农田水利
  • 宋一潇 黄介生 曾文治 雷国庆 朱姜旭
    中国农村水利水电. 2018, (12):  1-7. 
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    为探索盐分和施氮量对作物光合特性及干物质累积的定量影响,本文以向日葵为研究对象,开展了不同盐分和施氮量处理的大田实验,分别使用高斯积分和群体光合积分公式量化了冠层每日总光合同化量,建立向日葵光合作用干物质累积模型,并对其模型精度进行了分析和评价。结果表明:(1)土壤盐分抑制了向日葵的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),但增施氮肥能够在一定程度上缓解盐分对Pn和Gs的胁迫;(2)向日葵干物质累积量随土壤盐分的增加而减少,随施氮量的增加而增加,增施氮肥使轻、中、重度盐渍土壤的向日葵干物质累积量分别增长4.7%、12.6%和20.1%;(3)土壤盐分水平是作物生长的重要胁迫因素,基于光合作用的干物质模型模拟精度均随着土壤盐分的升高而降低;(4)群体光合积分模型(GIM)对盐渍农田向日葵干物质累积量的模拟精度高于高斯积分模型(PPIM)(RRMSEGIM>RRMSEPPIM)。本研究所建立的光合作用干物质累积模型在一定条件下能够准确的预测盐渍农田向日葵干物质累积量,其中所建立的PPIM模型以及针对盐渍土壤提出的改进措施能够为盐渍土地区的作物生长模拟和水肥管理提供技术支持,有助于促进粮食增产和农业的可持续发展。
  • 陈璇 果利娟 管桂玲 张玉兰 贾本有
    中国农村水利水电. 2018, (12):  8-12. 
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    随着城市化脚步的加快,越来越多的农业圩区逐渐发展成半城半农的混合圩区,随着圩区性质的转变,开展混合圩区排涝计算方法研究对于合理确定平原混合圩区的排涝系统规模具有重要的现实意义。在对现状排涝计算方法进行分析的基础上,提出了一种适用于混合圩区排涝计算的水量平衡法的改进算法,并将该方法应用于南京周岗圩地区的排涝计算中。结果表明:与传统的面积权重法相比,该算法引入了最高控制水位及期末水位等约束条件,兼顾了农田地区与城镇地区的排涝要求,排涝计算结果偏于安全。研究成果可为平原混合圩区排涝计算提供参考。
  • 古丽努尔 依力亚斯江·努尔麦麦提 段素素
    中国农村水利水电. 2018, (12):  13-19. 
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    摘要:土壤盐渍化不仅破坏了当地的自然生态环境,而且严重影响着可持续发展。为了对干旱区盐渍地进行有效、实时的监测,利用全极化合成孔径雷达PolSAR(Polarimetric Synthetic Aperture Radar)遥感数据进行盐渍地信息的提取。本文提出对以渭-库绿洲为研究区的全极化Radarsat-2数据进行Pauli分解和H/A/α分解,获取其极化特征分量。在此基础上,利用支持向量机(Support Vector Machine)、最小距离分类(Minimum Distance Classification)以及最大似然分类(Maximum Likelihood Classification)方法进行监督分类,并对分类结果进行对比分析。研究结果表明,本文提出的极化分解方法在盐渍化监测中具有较好的研究潜力,基于Pauli和H/A/α分解的SVM分类方法更适用于PolSAR数据盐渍地信息的高精度提取。
  • 刘宏伟
    中国农村水利水电. 2018, (12):  20-24. 
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    了解和掌握沿海地区土壤盐分分布特征、盐渍化程度及其主要影响因素,可为规划区桩基防腐措施制定和区域生态环境改良提供科学依据。以潍北平原为研究区,通过野外调查采样与室内测试分析获取土壤盐分数据,采用统计学方法和地理信息系统技术分析了土壤盐分和盐渍化指标的平面分布特征,识别了土壤盐渍化的主要影响因素,并提出了盐渍化的防治建议。结果显示,研究区土壤盐渍化总体处于低-中等水平,约20%的面积处于弱至中等盐渍化等级,土壤盐渍化程度呈现出由东北向西南逐渐降低趋势。土壤盐渍化类型主要为氯盐渍化和亚氯盐渍化,NaCl是盐分存在的主要形态。土壤盐分含量受多种因素的影响,其中土壤固有盐分的含量受沉积相(土壤成因)背景控制,地下水盐度是土壤盐分积聚的最主要影响因素。
  • 节水灌溉
  • 赵印英 王仰仁
    中国农村水利水电. 2018, (12):  25-28. 
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    针对山西部分果园灌水定额偏大的问题,在山西省夹马口灌区果园,根据该地畦田规格、地形条件和实际灌水情况,利用地面灌溉水流运动模拟技术和地面灌溉灌水技术参数优化模型,对灌区三种土壤表面形态即强入渗、较强入渗、中等入渗情况下的地面灌溉的畦田长度和单宽流量等灌水技术参数进行了优化,获得三种土壤入渗类型畦灌优化的灌水技术参数,为方便用户使用提供参考依据。
  • 谢松涯 张宝忠
    中国农村水利水电. 2018, (12):  29-34. 
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    敏感性分析是模型参数优化的基础,同时也是作物生长模型本地化过程的重要环节。本文以中国水利水电科学研究院大兴试验基地2015-2016的夏玉米为研究对象,运用全局敏感性分析方法EFAST对WOFOST模型的49个作物参数进行分析,在此基础上运用PEST软件对产量、干物质量、叶面积指数的敏感参数进行优化。结果表明(1)对产量(WSO)敏感的参数主要有二氧化碳(CO2)同化率在12℃下的矫正因子、最大光合速率在30℃下的校正因子、开花到成熟之间的积温等;(2)对干物质量(TAGP)敏感的参数主要有CO2同化率在12℃下的矫正因子、在35℃时叶面积的生命周期、生育期为0时的比叶面积等;(3)对叶面积指数(LAI)敏感的参数主要有根的同化物转换效率、生育期为0时的比叶面积、CO2同化率在12℃下的矫正因子等;(4)参数优化后,WOFOST模型对夏玉米的模拟效果较好,相对误差RE小于5%,一致性指数d均大于0.9,标准均方根误差nRMSE均小于20%。优化后的参数对于北京地区的夏玉米模拟效果良好。
  • 何振嘉
    中国农村水利水电. 2018, (12):  35-40. 
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    在陕北米脂山地微灌枣树示范基地进行了不同肥液浓度条件下涌泉根灌点源入渗试验,研究了肥液浓度对涌泉根灌湿润体特征值的影响。结果表明:涌泉根灌肥液入渗的累积入渗量可由Kostiakov模型进行拟合,入渗速率与时间符合幂函数关系。肥液入渗形成的湿润体形状近似为椭球体,在水平剖面与竖直剖面上的湿润锋运移距离与时间的关系均符合幂函数关系,拟合结果较好。相同流量条件下,肥液浓度越大,涌泉根灌入渗能力越强。入渗肥液浓度越大,湿润体的形状越宽而深。同一土层深度处,土壤含水量肥液浓度的增加而增加,且随着水分再分布时间的增长,表现为表层低、中层高、底层低的分布特征。
  • 何靖 陈田庆 孟行 刘哲
    中国农村水利水电. 2018, (12):  41-44. 
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    节水灌溉是我国解决“地水”矛盾的有效途径。我国西部地区幅员辽阔但水资源极度匮乏,为了提高水资源有效利用率,建设了大量的节水灌溉工程,但后评价工作未能及时有效的开展并找出节灌工程的不足之处并加以改进。本文以山西省汾阳市2005—2013年节灌工程为例,依据国家标准规范进行后评价工作,在完善后评价指标体系和评价内容的基础上,采用灰色关联度法进行后评价工作。结果表明:在指标层中,可以通过关联系数确定该指标的完成情况,进而进行有的放矢的改进,并对在建、拟建项目提供科学依据;在系统层中,建设实施评价关联度最大,其次为效果评价,目标评价和社会影响评价关联度偏小,达到预期目标的程度并不理想,需要进一步完善;在目标层中,过程评价关联度最大,表明工程的过程评价结果较好,实际与预期目标最为接近;综合评价关联度最小,表明实际情况与预期目标差距较大,需要进一步完善改进。针对该项目整体关联度为0.7240,评价结果良好,但还需要进一步改善工程运行状况。
  • 水环境与水生态
  • 田巍
    中国农村水利水电. 2018, (12):  45-49. 
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    为保护宁夏引黄灌区湖泊湿地生态健康,解决湖泊生态补水紧张的问题,本文采用水量及水质平衡方法,测算区域内6个重点湖泊的最小需水量和适宜需水量,提出适宜的再生水生态补水方案。计算得出鸣翠湖、阅海、宝湖、星海湖、沙湖和腾格里湖的最小需水量和适宜需水量分别为:198、775、35、2283、2152、0万m3和198、1007、35、3631、3875和753万m3。提出黄河水与再生水补水比例为3:1,并根据再生水补水条件提出阅海和星海湖的最小及适宜再生水补水方案具体补水方案,该方案,增加了湖泊的生态补水量,减少了新鲜黄河水补水量,并且保证了补水水质达标,可以为宁夏引黄灌区乃至整个西北干旱区的湖泊生态补水提供科学依据。
  • 鲁佳慧 唐德善
    中国农村水利水电. 2018, (12):  50-53. 
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    以盐城市蔷薇河为研究对象,基于因子分析法和优化的非线性灰色伯努利模型,结合2009-2017年的水质数据,分析黑臭水体综合整治工程对河道水质改善效果和主要污染因子的治理效果。结果证明实施黑臭水体综合整治工程后,蔷薇河水质得到明显改善,生活污染以及营养元素污染治理效果明显,但无机污染和水体物理环境状况改善效果尚不明显,需要进一步加强相应措施的制定和实施,为规划下一阶段黑臭水体整治工程的工作目标及任务提供了参考和依据。
  • 赵雪霞 于鲁冀 王燕鹏
    中国农村水利水电. 2018, (12):  54-58. 
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    负荷历时曲线法(LDC)是集水质变化和污染负荷于一体的独特方法,对于有针对性地提出流域水质管理对策有重要作用。结合清潩河流域临颍高村桥和鄢陵陶城闸两个省控监测断面2012~2015年的水文、水质数据,以地表水和清洁河流水质目标作为设计水质目标,绘制COD和氨氮的LDC,建立水体流量-水质-污染负荷的对应关系。结果表明:水体流量季节性变化显著,且夏季流量变化剧烈。在地表水水质目标下,COD局域超标,氨氮几乎全流域达标;高村桥断面丰水区、平水区COD削减量分别为5.47t/d和0.45t/d,枯水区无需削减,氨氮不需要削减;陶城闸断面COD和氨氮均无需削减。在清洁河流水质目标下,COD全流域超标,氨氮局部超标;高村桥断面丰水区、平水区、枯水区COD削减量分别为17.85t/d、5.10t/d和1.60t/d,氨氮为0.30t/d、0.19t/d和0.03t/d;陶城闸断面需要的COD削减量分别为2.21t/d、0.81t/d和0.32t/d,不需要对氨氮进行削减。该研究可为流域不同水文条件下水质达标管理提供一定的参考和借鉴。
  • 姜来 李洪 李嘉 黄文典 张陵蕾
    中国农村水利水电. 2018, (12):  59-65. 
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    西南山区河道型水库具有与平原地区不同的特征,兼具河流和湖泊的双重形态特性。由于水库水深大、水温低等特点,水库季节性分层现象会造成水库物理、化学和生物过程发生改变。本文以西南山区典型河道型水库——紫坪铺水库为例,基于2016~2017年紫坪铺水库12个断面的监测数据结合季节变化特征进行时间聚类分析,结果表明:①水质受季节变化呈现2个变化时期:5~9月为河流形态期,1~4及10~12月为湖泊形态期。②通过主成分分析和多元线性回归分析发现水体营养状态在不同时期受不同主成分的影响。湖泊形态期水质主要受水体污染状态和磷元素的影响,其次是农业营养物质影响;河流形态期水质主要受生物化学因素和人类活动的影响,其次是有机物的影响。③水质因子间的相关性用主成分分析简化后发现,Chla与各因子明显相关,且各自形态期内浊度、TP等主要指标与Chla的浓度分布有着密切的关系。在水库不同形态时期中进行研究,可避免因单一水文形态期内水质指标间的相关性导致结果不准确,使水质分析结果更加全面、真实,在反映西南山区河道型水库水体的营养状态上具有一定的研究意义。
  • 王金平 夏继红 汪颖俊 窦传彬 周之悦 叶继兵 刘瀚
    中国农村水利水电. 2018, (12):  66-69. 
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    滩地是维护河流健康的重要屏障。以浙江省龙游县灵山港滩地为研究对象,利用不同年份的图件资料获取河道滩地几何参数、位置信息等,应用景观格局理论,计算滩地破碎度指数、扰动度等,分析灵山港滩地景观格局时空演化特征,并应用灰色关联方法分析不同年份不同扰动因子对滩地演化扰动度的贡献度。结果表明:1)从1982至2013年,灵山港滩地格局变化明显,且在2003年至2010年变化更显著,从上游到下游,滩地呈现窄长变化趋势,滩地分布均匀性减弱,破碎程度呈增大趋势;2)扰动度DI<1.35时,自然扰动因子对河流滩地演化具有较大贡献度;扰动度DI≥1.35时,人为扰动因子对河流滩地演化具有较大贡献度。
  • 崔松云 李显鸿 胡俊波 丁冉 邹嘉福
    中国农村水利水电. 2018, (12):  70-76. 
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    城市水源地保护是社会经济发展的关键,目前对水源地保护的研究主要集中于水环境质量和水资源数量两个方面。本文从水源涵养能力角度出发,以松华坝水源区为研究典型区,对不同土地利用类型土壤层对水源涵养能力的影响进行研究,得出不同土地利用类型条件下土壤容重、自然含水量、饱和含水量、有效涵蓄量、涵蓄降水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、毛管蓄水量、非毛管蓄水量、全磷含量、全钾含量和有机质含量等指标的变化规律。在此基础上,定量分析不同土地利用类型土壤层对水源地的涵养能力,并进行综合评价,以期从水源涵养的角度为水源地水资源数量保护策略的制定提供科学依据。
  • 周振民 樊敏
    中国农村水利水电. 2018, (12):  77-81. 
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    在分析河流健康概念的基础上,综合考虑能够反映河流健康系统完整性的形态、水文、水质及生物指标等方面因素,基于“压力—状态—响应”概念,设计了针对现阶段高强度人类活动状态下的渭河流域上游段的河流健康评价指标体系,按照河流近自然状态,确定了评价标准,建立了基于改进的模糊集对分析模型。基于构建模型对渭河流域林家村—魏家堡段河流健康进行了评价。结果表明,研究区域河流健康等级为三级,属于亚健康。提出了加强河流生态管理的对策。研究成果对河流生态修复与管理具有一定的理论技术参考价值。
  • 秦宝丽 许昶雯、王国英、刘吉明
    中国农村水利水电. 2018, (12):  82-86. 
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    摘要 研究了Mg/Al/Fe类水滑石(MLT)去除F-的最佳吸附条件,由Plackett-Burman实验选出影响F-去除率的主要因素,利用响应面法Box-Behnken实验进行优化设计并得到回归模型。通过模型得出最佳吸附条件:焙烧温度542.22℃,MLT投加量17.11g/L,反应时间235.11min,在此条件下进行实验,F-去除率为99.39%,与预测值仅相差0.14%,表明该模型的实用性。利用MLT处理实际地下水,可使处理后F-浓度达到地下水质量标准III类要求,说明类水滑石具有较好的应用价值,且MLT吸附过程符合拟二级动力学。
  • 樊漓 邢立文 刘刚 樊灏
    中国农村水利水电. 2018, (12):  87-89. 
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    水文化智慧社区建设是一项需要全民参与的系统工程。在大数据的时代背景下,水文化建设面临着新的问题和严峻的形势,亟需充分吸和收借鉴现代化科学技术,探寻更加有效的创新管理体制。智慧社区的兴起,为此问题的解决提供了新的视角,同时也为水文化的传播提高了效率,拓宽了水文化传播的途径,因此,从水文化智慧社区的定义内涵出发,科学把握水文化智慧社区的管理体系,并探索相应的创新实施路径。
  • 孙涛 王雷 付文博 傅罡 张颖
    中国农村水利水电. 2018, (12):  90-93. 
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    作为机器学习的重要分支,深度学习在图像智能分析、语音识别等领域上表现出卓越的优势,在水利行业上也有着广泛的应用前景。本文重点针对深度学习中应用最为广泛的三种算法:卷积神经网络、深度置信网和堆叠自动编码器的基本原理进行深入探讨,结合现阶段深度学习在水利行业中的应用,分别从遥感影像分类、水质分析预测与入库流量预测三个方面给进行综述。最后针对深度学习在水利行业中应用存在的问题和未来趋势进行了分析与展望。
  • 水文水资源
  • 万浩 董晓华 彭涛 刘冀 喻丹 薄会娟 陈亮
    中国农村水利水电. 2018, (12):  94-100. 
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    黄柏河东支流域是宜昌市重要的水源地,该流域的高精度径流模拟对于流域水资源高效管理具有重要意义。本文以黄柏河东支流域为研究对象构建SWAT分布式水文模型,采用SWAT-CUP软件中的SUFI-2算法进行参数敏感性分析、参数率定、模型验证和不确定性分析,模拟2008-2016年的月径流过程。研究结果表明,选取的19个参数对于模拟的径流过程均有不同程度的影响,其中CN2、ESCO、SOL_K最为敏感。玄庙观、天福庙、西北口和尚家河站的月径流模拟过程与实测过程线吻合程度较高,在率定期和验证期所有站点的纳什系数 、均方根误差与标准差比值RSR、百分比偏差 均在误差误差范围内。不确定性分析表明,所有站点的均Pfactor大于0.6,Rfactor均小于1,大部分观测值落在95PPU内,说明模拟的不确定性较小。总之,所构建的SWAT模型在黄柏河东支流域具有较好的适用性,模型模拟精度高,不确定性小,能准确地模拟流域的径流过程。
  • 孙雅茹 董增川 冯胜男
    中国农村水利水电. 2018, (12):  101-105. 
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    为了解区域的水资源承载力状况和发展趋势,以盐城市为例,构建了水资源承载力评价指标体系。采用改进的Topsis法,结合组合赋权法对盐城市水资源承载力进行了评价,并采用障碍因子诊断模型识别出主要的影响因素。结果表明:盐城市水资源承载力整体呈现提高的趋势,从2005的4级的水平提升至2020年2级的水平;目前,人均水资源量、水功能区水质达标率、地下水超采面积比、城镇绿化覆盖率和灌溉水利用系数是制约盐城市水资源承载力的主要障碍因子。
  • 易泽 刘文彬
    中国农村水利水电. 2018, (12):  106-109. 
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    基于舞水河流域内部及周边三个国家气象站1958~2014年的逐日最高和最低温度资料,采用统计方法对舞水河流域极端温度变化特征进行分析。结果表明近57年来舞水河流域:①年平均最高、最低温度均表现出上升趋势,变化速率分别为0.08℃/10a和0.19℃/10a;②春季平均最高气温的上升幅度最显著,为0.16℃/10a,秋冬季平均最低气温的上升趋势最显著,为0.23℃/10a;③年平均最高、最低气温于1990s末进入持续正距平期;④霜日、冷夜日数呈显著减少趋势,暖夜日数呈显著增加趋势,三个极端温度指数显著减少和增加都始于1980s中期。
  • 杜彦臻 刘珈伊 孙梦瑶 林洪孝
    中国农村水利水电. 2018, (12):  110-116. 
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    水文预报的合理校准主要与模型及参数有关,为了提供更准确的模拟,在垂向混合产流模型的基础上结合水利工程影响,对流域降雨径流过程进行模拟。同时在多目标控制下覆盖整个权衡范围,并在其基础上应用MOPSO及MOSCEM-UA算法生成的Pareto前沿解对模型参数进行合理估计。经案例分析,对比两种算法模拟结果,MOSCEM算法在模拟过程中百分比偏差Bais基本在理想范围10%内且残差较小,相关关系78%在0.90以上。表明该算法在多目标模式下效率更高,为研究区水文预报模型多目标优化提供更准确的模拟。
  • 陈莫非 要威 李义天 孙昭华
    中国农村水利水电. 2018, (12):  116-120. 
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    摘 要:为系统评估三峡水库调度对三口分流过程的影响,本文基于大量的原观数据,依据分离变量原则,通过对比分析及径流还原的方法,剥离了单一影响因子对三口分流变化的影响,定量计算了三峡水库运行前后三口分流量减幅与各单一影响因子的贡献率。结果表明:①无论水库调度与否,天然来流都是分流量减少的首要因素。三峡水库运行以来,枝城站2003-2008年与2009-2015年平均径流量分别为4064、4128亿m3,远低于水库运行前的4453亿m3,超过60%的分流量减少都是天然来流偏枯所致。②三峡水库优化调度后,随着蓄水时间提前与起蓄水位提高,三口分流量进一步减少。2003-2008年,天然来流、水库调度、河床冲刷在分流量减少过程中贡献率分别为76.19%、10.32%、13.49%;而2009-2015年,三者贡献率分别为66.05%、19.75%、14.20%。
  • 孙康 陈立 金菊良
    中国农村水利水电. 2018, (12):  121-125. 
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    水资源承载力作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一项基础内容,已成为当前水资源科学中研究的重点和热点问题。本文选取适合芜湖市水资源承载力的评价指标,建立了芜湖市水资源承载力评价指标体系和评价标准,采用模糊综合评价法对水资源承载力进行了评价研究,结果表明,2006~2015年芜湖市水资源承载力处于临界适载状态,近年来有逐渐提高的趋势。
  • 泵站技术
  • 温鸿浦 张雷 郭维克
    中国农村水利水电. 2018, (12):  126-128. 
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    固海扬水工程位于黄河中上游,受黄河水质泥沙影响,部分泵体、泵盖严重穿孔,隔舌残缺或磨平,流道几何尺寸改变,高低压区窜水严重,严重影响泵站运行效率的同时,额外增加了机电设备维修费用及检修人员工作量,长期困扰工程高效、安全、经济运行。采用黄河水利科学研究院研发的聚氨酯复合树脂砂浆涂层技术,以胺基材料作固化剂,提高环氧树脂剥离强度并降低其脆性,利用聚氨酯材料较强的抗汽蚀性能,形成聚氨酯复合树脂砂浆耐磨蚀涂层。该技术在固海长山头泵站水泵泵壳磨蚀修复中进行应用,经过一年运行后,检查发现涂层效果明显,水泵运行效率长期保持稳定,达到了预期试验目的,该技术为引黄泵站和水泵制造厂家解决水泵泵壳汽蚀问题提供了借鉴和参考。
  • 戴景 戴启璠 李欢 王闻通 梁豪杰 郭赞赞
    中国农村水利水电. 2018, (12):  129-133. 
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    摘要:采用CFX滑移网格的非定常数值计算方法,计算并分析了双向立式轴流泵装置飞逸过渡过程中泵装置内、外特性的变化。结果表明:转动惯量的变化只会影响泵装置进入飞逸的时间,对最终的飞逸转速的值几乎没有影响;随着转速的不断升高,由于相对入流角的变化,叶轮内部发生流动分离现象,在叶轮叶片上形成一定范围的局部低压区,载荷分布曲线上表现为载荷突变,当达到飞逸工况时,叶轮叶片工作面与背面载荷基本一致,压差很小,叶轮几乎不对外做功;叶轮出口不同位置监测点的水压脉动的主频基本相同,均为叶轮叶片通过频率,并没有出现由尾水管涡带引起的低频脉动。
  • 李照
    中国农村水利水电. 2018, (12):  134-137. 
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    为研究混流泵在进行反向发电时的压力脉动规律及流动诱导噪声分布规律,对混流泵全流道进行三维数值模拟,得出压力脉动幅值在转轮出口处最大,约为转轮进口的1.3倍,约为导叶进口的3倍,压力脉动幅值从轮毂到轮缘逐渐减小。导叶进口处压力脉动主频为转频,转轮进口处压力脉动主频为叶频。采用边界元法对混流泵进行法向发电时的声场进行研究,转轮区与导叶区产生的噪声以离散噪声为主,最大声压级可达120dB。因混流泵的固体结构与水流发生共振,压力脉动主频与流动诱导噪声主频不一致,使得噪声三阶叶频的声压级增大,约为叶片通过频率声压级的1.1倍。
  • 水工建筑
  • 王永强 马孝义 李青峰 柳烨
    中国农村水利水电. 2018, (12):  138-142. 
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    为解决优化算法与有限元分析直接结合对坝体结构进行优化带来的计算量大、效率低的问题,以某混凝土重力坝非溢流坝段为分析对象,分别构建坝体安全系数、横断面最大宽度及横断面面积Kriging模型;结合遗传算法,以坝体横断面面积最小为优化目标对坝体进行优化。在此基础上,应用功能梯度材料思想对最优断面材料分区,使坝体关键部位应力分布更加合理。研究结果表明:1)Kriging模型的计算精度满足工程设计要求,基于Kriging模型的优化算法较原算法大幅度缩短优化时间;2)优化后坝体断面面积减小14.02%;3)坝踵处采用弹性模量为14GPa混凝土,坝趾处采用弹性模量为25.5GPa混凝土且弹性模量梯度不大于11.5GPa,有利于坝体应力分布,具有一定的工程应用价值。
  • 邱炳坤 伍鹤皋 石长征 黑灿
    中国农村水利水电. 2018, (12):  143-148. 
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    结合某抽水蓄能电站工程实际,建立了包括围岩在内的地下厂房结构有限元模型,引入了粘弹性人工边界,运用时程法分析了地下厂房在人工波和Koyna天然波作用下的响应规律。研究表明:地震作用下地下厂房结构加速度和位移响应随高程增大而增大,其中水轮机层以下大体积混凝土结构的响应随高程变化较小,水轮机层以上板梁柱结构的响应随高程增加较明显;厂房结构加速度及位移响应峰值一般出现在楼板、孔边以及墙柱等部位;楼板吊物孔、楼梯孔以及板柱交接处等局部位置出现明显的应力集中现象;人工波与天然波所反映的结构响应规律及呈现的抗震薄弱环节基本一致,两者频谱特性的差别造成部分响应规律和响应数值大小的差异,选用多条波研究结构的地震响应是必要的。
  • 郝伟 樊恒辉 党进谦
    中国农村水利水电. 2018, (12):  149-155. 
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    为了解堤防加宽后渗流和变形特性,以典型加宽堤防为例,将黏性土和砂性土分别作为旧堤和新填筑堤身的材料类型,运用数值分析软件对常水位作用下的加宽堤防进行渗流和变形数值计算。结果表明,新旧堤身交界面处含水率等值线不连续,总水头等值线被交界面所排斥,含水率和总水头出现急剧降低;渗透坡降在交界面处和加宽堤防坡脚处出现显著变化;交界面处含水率、总水头和渗透坡降的变化率随着堤身高度的增加而增加;堤身最大沉降出现在新堤堤肩处,沉降量与邻水侧水位高度有关系,堤基的竖向变形呈马鞍形,加宽堤防的横向变形呈现出旧堤和新堤分别向外侧移动的趋势。渗流场的变化是在河流水渗流作用下,由于加宽堤防新、旧填料性质差异所造成的;变形是在新填堤防的自重作用下,渗流场影响应力场而造成的。
  • 许晓阳 张根广 陈学彪 刘余 张子钰
    中国农村水利水电. 2018, (12):  156-160. 
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    随着输水工程施工工艺的提高,悬链线形断面得到越来越广泛的应用,但悬链线形断面设计流量相应正常水深有解析解,而非设计流量相应正常水深的计算需求解超越方程,在理论上无法直接求解。首先,依据悬链线形断面几何特征、水力要素和正常水深基本方程,得到设计流量相应正常水深的解析解计算公式;其次,通过引入恰当的无量纲参数,导出悬链线形渠道正常水深的隐函数方程,经数学变换得到正常水深的迭代计算公式,同时给出正常水深的初值计算公式,经一次迭代得到非设计流量相应正常水深的直接计算公式。最后对公式进行误差分析及比较,结果表明,在工程适用范围内,初值计算公式和直接计算公式的最大相对误差绝对值分别小于0.054%和0.0083%,远高于现有计算公式精度。
  • 张瀚 陈建康 赵泽鹏 李艳玲
    中国农村水利水电. 2018, (12):  161-164. 
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    环境温差大幅变化地区,碾压混凝土重力坝施工期温控难度极高,是施工中重点关注的问题。本文采用“负水化热法”和“体积力法”等计算手段全过程仿真碾压混凝土坝施工期的温度场和应力场,通过波动混凝土入仓温度、冷却水管温度等温控措施关键参数,揭示其对大坝开裂的影响规律,利用拉格朗日法,寻求最优解决方案,成果已在云南铅厂大坝施工中应用,取得很好的防裂效果,可为大变幅地区筑坝施工提供理论技术参考。
  • 徐毅 高士佩 赵钢 王茂枚 蒋宝华
    中国农村水利水电. 2018, (12):  165-168. 
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    现有现浇暗渠施工设备多适用于小管径管道浇筑,无法满足灌溉支渠、斗渠所需要的大口径暗渠管道施工需求。针对大口径现浇暗渠的施工需要,研制了牵引滑模式大口径暗渠施工机具及在其基础上改进的自行走滑模式大口径暗渠施工机具,并进行了两代机具的技术经济指标比较分析。
  • 水电建设
  • 刘东 王昕 黄建荧 胡晓 肖志怀
    中国农村水利水电. 2018, (12):  169-172. 
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    本文提出一种基于小波变换与SVD相结合的方法用于提取水电机组振动故障特征。运用小波变换对已去噪处理的水电机组振动信号进行变换,变换得到信号各分支的小波分解系数,对各分支系数进行差值单支重构后,组成SVD的输入矩阵,提取奇异值得到特征向量。应用概率神经网络对提取的奇异值特征量进行效果分类。通过水电站机组实测数据验证表明该特征提取方法操作简单稳定,具有较高区分度与较好识别率,可以为水电机组状态故障诊断准确提供有效依据。
  • 王忠强 张延智 屈伟强 李亚丽
    中国农村水利水电. 2018, (12):  173-177. 
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    小浪底水电站水轮机调速系统在改造及优化过程中,出现了一些由于新老设备兼容、设计疏漏等原因引起的问题,典型如开停机阀换型后匹配、比例阀误开启及调节品质下降等。技术人员经过详细分析研究,采用改变开停机回路节点连接方式、将比例阀输入信号进行冗余配置及优化功率调节模式下调节参数等措施进行逐一解决优化。改造优化后的调速系统整体运行稳定性及安全性均达到了较高的水平,设备缺陷率明显降低;在经过优化负荷先导曲线等措施后其动态及静态调节品质也有了较大的提升,负荷超调量较优化前有明显改善。
  • 纪昌明 俞洪杰 阎晓冉 吴嘉杰 王丽萍
    中国农村水利水电. 2018, (12):  178-183. 
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    针对水库短期发电常规调度、优化调度应用于实际生产时存在的效益偏低、风险较偏大等问题,本文首先在深入分析上述两种调度方式的基础上,将两者优势互补,提出了一种常规、优化结合调度方式;其次结合生产实际,建立了水库短期发电调度方式评价指标体系,并采用事后评价方法对各调度方式在实际生产中的应用效果进行了评价;最后以堵河流域小漩水库为例进行了实例计算。结果表明,本文所提的结合调度方式综合了常规调度与优化调度的优势,能够在保持低风险的前提下有效提升水电站的发电效益,对水库短期发电调度生产实践具有一定的指导意义。
  • 陈鹏
    中国农村水利水电. 2018, (12):  184-187. 
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    本文介绍了锦官梯级厂站AGC结构、功能及基本分配策略,分析了系统试验过程中流域锦官梯级AGC暴露出的流域水量平衡破坏问题、站内负荷分配违反稳定运行规定问题和AGC异常工况逻辑与调速器故障报警逻辑不匹配问题,并提出了相应的完善优化建议,可作为流域梯级厂站AGC运行策略参考。
  • 杜清玭 桂林 赵栋栋
    中国农村水利水电. 2018, (12):  188-192. 
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    针对灯泡贯流式水轮机流道尺寸的计算进行软件开发与设计,实现自动生成流道尺寸图和厂房剖面图的功能。利用C#编程语言和.NET平台技术对其进行编程,包括水轮机的初步选型、灯泡比、导叶高度、进口管宽度、机组间距、转轮室喉管直径、尾水管进口直径、尾水管长度、当量锥角的计算等;利用线性拟合方法对尾水管进口直径的计算进行了整合推导;利用GDI+绘图技术结合AutoCAD二次开发实现绘图功能和CAD图纸的导出。实例验证软件较好地实现了灯泡贯流式水轮机流道尺寸的准确计算,并生成了完整的流道尺寸CAD图和厂房剖面CAD图,对贯流式水轮机的设计工作具有一定的指导意义。
  • 钱瑭 曹春建 胡雄峰
    中国农村水利水电. 2018, (12):  193-197. 
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    本文针对西藏地区某水电站海拔高、气温低、泥沙含量较大的特点,结合电站工程特性及类似工程实际经验,对水轮机设计参数的选择进行了探讨,并将上述水轮机参数提供给机组制造厂家用以开发水轮机模型转轮。为验证水轮机参数的合理性及水轮机模型的水力特性,进行了水轮机模型验收试验,试验结果表明水轮机参数选择合理先进,开发的水轮机模型转轮具有良好的重复性,模型水轮机的各项水力性能指标均满足合同要求,上述成果可为同类型水轮机的选型设计提供参考。
  • 李玺 徐广文 姚泽 黄青松
    中国农村水利水电. 2018, (12):  198-201. 
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    一次调频理论积分电量按照频率—时间关系曲线计算存在缺陷,造成水电机组一次调频被考核率较高。本文借助PSD-BPA电力系统分析软件所提供的模型和实测参数,通过建模仿真计算,模拟水电机组一次调频动态响应过程,按照模拟功率—时间关系曲线计算理论积分电量,并与实际一次调频动态响应过程和实际积分电量进行对比分析,验证了此算法更合理,与实际动态过程更相符,可有效提高积分电量考核的准确性。